云南省水泥制品行业发展历史回顾及质量状况分析(一）

吴汝莉（云南省建筑材料产品质量检验研究院 云南昆明650106）

0 引言

水泥制品是建筑材料工业的一部分，在国民经济的发展中占有重要的地位，在各个行业已得到广泛应用。水泥制品是以水泥为基材经过深加工制成的工业产品，由于它具有优良的物理、力学性能，耗能少，能按设计要求制成所要求的形状，耐腐蚀，使用寿命长，维修费用少，节省金属和木材等独特优点，在云南省建筑工程、市政工程、农田水利以及能源、交通、通讯等工程建设中得到极为广泛的使用，取得了显著的社会效益和经济效益。

随着云南省国民经济的快速发展和人民生活水平的提高，对水泥制品的需求量日益增多，质量要求越高，产品性能越来越多，使水泥制品的新产品从无到有、从少到多、从小到大、从落后到先进逐步发展壮大起来。

1 水泥制品的分类

水泥制品就是以水泥为主要胶结材料，经过原材料计量、搅拌、成型和养护等工序，制作成有一定规格形状的产品。经过30 余年的发展，我省水泥制品的产品种类繁多，从使用功能上大致分为以下6 大类产品。

（1）钢筋混凝土排水管：用于城市排水系统、雨水、污水引水及农田排灌等重力流管道的管子。目前云南省有混凝土管、钢筋混凝土排水管、顶进施工法用钢筋混凝土排水管和低压钢筋混凝土排水管产品。

（2） 混凝土输水管：用于调水工程、引水工程、城市给水系统、工业和水利输水管线、工厂管线、压力隧道管线、管沟、管廊的管道。目前云南省有预应力钢筒混凝土管（PCCP）和预应力混凝土管（SYG）产品。

（3） 环形混凝土电杆：用于支持导线、绝缘子及横担，包括电力电杆、通讯电杆、照明电杆、信号机柱等。目前云南省有预应力混凝土电杆、部分预应力混凝土电杆和钢筋混凝土电杆产品。

（4） 预应力混凝土管桩：用于桩基工程来提高地基与基础的承载力。目前，云南省有先张法预应力混凝土管桩、预应力混凝土实心管桩、预应力离心混凝土空心管桩、先张法预应力离心混凝土异型桩和预制钢筋混凝土方桩产品。

（5） 钢纤维混凝土检查井盖：用于位于检查井口顶部未固定部分，其功能是封闭检查井口，需要时能够开启，目前，云南省有钢纤维混凝土检查井盖和检查井盖。

（6）水泥制品新产品：近10 年来，随着云南省建筑物、市政道路、地铁、公路、铁路的建设水平的不断提高，云南省的钢筋混凝土综合管廊、预应力混凝土轨枕、预制钢筋混凝土化粪池、预制钢筋混凝土检查井、公路和铁路钢筋混凝土桥梁板、装配式住宅建筑墙板、预制混凝土衬砌管片等产品得到突飞猛进的发展。

2 云南省水泥制品行业的发展历史

云南省水泥制品行业发展历史大体分成以下4 个阶段。

2.1 第一阶段（1950～1990 年）

这一时期生产水泥制品工艺是以振动成型、离心成型和悬辊工艺成型为主，还有一小部分以手工振捣生产。1957 年，由国家住房和城乡建设部投资建成的昆明预达制管有限责任公司成立，属于国有中型企业，1959 年云南电力线路器材厂成立，1965 年云南线路器材厂成立，1970 年大理市水泥制品厂成立，1973 年思茅天都建筑材料厂成立，1981 年昆明市水泥制管厂成立，1990 年前在云南省只有上述这6 家国有企业生产水泥制品，是云南最早生产预应力混凝土管（SYG）、自应力混凝土管、钢筋混凝土电杆和钢筋混凝土排水管等产品的企业，随着国家对国有企业改制，这6家企业现在不在生产水泥制品，已停厂关闭。

这一阶段主要有以下几次较有意义的事件。

（1）1984 年，昆明预达制管有限责任公司在全省首家采用悬辊成型工艺生产小口径钢筋混凝土排水管，开创了全省排水管行业的新局面。

（2）1987 年，昆明预达制管有限责任公司在全省首家研发生产采用离心成型工艺生产混凝土输水管的管芯，制作混凝土输水管（SYG），开创了全省混凝土输水管行业的新局面。

（3）1989 年，昆明预达制管有限责任公司在全省首家研发生产采用悬辊成型工艺生产混凝土输水管的管芯，制作混凝土输水管（SYG），参编了GB/T5696—2006《预应力混凝土管》，开创了全省混凝土输水管行业的新局面。

2.2 第二阶段（1990～2000 年）

这一时期是我们国家经济建设发展最快的历史时期，也是水泥制品工业大发展时期。在此期间，不仅大量生产各种钢筋混凝土制品和预应力混凝土制品，而且在改革开放方针指引下，云南省水泥制品行业积极从国外引进了先进的制管工艺技术和装备，为云南省水泥制品的快速发展起到了积极的促进作用。

这一阶段主要有以下几次较有意义的事件。

（1）1992 年，昆明预达制管有限责任公司在全省首家研发生产推出第一家预应力混凝土电杆，为该产品的在我省快速发展起到了积极的推动作用。

（2） 1998 年，昆明顺弘水泥制管制品有限公司在全国首家全套引进德国、意大利进口芯模振动工艺（见图1，图2)，开创了全国和云南省排水管行业普及芯模振动工艺的新局面。

（3） 1999 年，昆明预达制管有限责任公司利用美国PCCP 技术，在云南省首家研发生产推出具有国际先进水平的预应力钢筒混凝土输水管，参编了GB/T19685—2005《预应力钢筒混凝土管》、GB/T15345—2003《混凝土输水管试验方法》，为云南该产品的快速发展起到了积极的推动作用。

图1 钢筋骨架滚焊机（意大利）

图2 芯模振动制管机（德国）

2.3 第三阶段（2000～2010 年）

这一时期是云南省部分企业依靠技术进步和创新，开发了科技含量较高的水泥制品新产品。这一阶段主要有这几次较有意义的事件。

（1）2001 年，昆明顺弘水泥制管制品有限公司在云南省第一家推出钢纤维混凝土检查井盖（见图3，图4），参编了GB/T26537—2011《钢纤维混凝土检查井盖》，从此后钢纤维混凝土井盖在云南省井盖市场占据绝大部分市场。

图3 大量混凝土井盖在昆明投入使用

图4 装饰性钢纤维混凝土检查井盖

（2）2002 年，昆明顺弘水泥制管制品有限公司在云南省第一家推出大口径长距离顶进施工法用钢筋混凝土排水管，参编了GB/T11839—2009《混凝土和钢筋混凝土排水管》和GB/T16752—2006《混凝土和钢筋混凝土排水管试验方法》，该产品打开了非开挖顶进施工在云南省大规模使用的局面。

（3） 2002 年，云南高强管桩有限公司(隶属云南省设计院) 和有预应力混凝土制品生产经验的昆明预达制管有限责任公司共同投资组建的股份制企业，于2002 年3 月6 日生产出云南省第一根先张法预应力混凝土管桩，产品先后通过国家水泥制品质量监督检验中心及云南省建筑材料产品质量检验研究院的抽检。

（4）2002 年，云南省楚雄恒基管道工业有限责任公司为了第一批农城网改造需要，在云南省第一家研制出大弯矩钢筋混凝土电杆（开裂检验弯矩150kN·m 和300kN·m），经过云南省建筑材料产品质量检验研究院检验合格。

（5） 2004 年，云南中技管桩公司首创了离心法预应力混凝土空心方桩，具有国际领先水平产品，也是JG197—2006《预应力混凝土空心方桩》国家标准主要制定者之一，经过云南省建筑材料产品质量检验研究院对标准技术指标验证，其计算值和实际生产的结果一致。近10 年来，该桩型在我国发达省份得到了广泛应用。

2.4 第四阶段（2010 年以后）

这一时期是云南省的水泥制品又一次飞跃发展时期，水泥制品企业数量从少到多，规模从小到大，新产品也层出不穷，逐步发展起来。这一阶段主要的事件有：

（1） 2010 年，昆明建筑构件有限公司在云南省第一家推出预制混凝土衬砌管片，填补了云南的空白。

（2） 2012 年，昆明顺弘水泥制管制品有限公司在云南省第一家推出装饰混凝土地砖，开创了装饰混凝土小构件时代，装饰性井盖、花盆大量推向市场。

（3） 2014 年，云南省楚雄恒基管道工业有限责任公司第一家研制出大弯矩部分预应力混凝土电杆（开裂检验弯矩200kN·m 和350kN·m）等高强电杆，用于电网升级改造。

（4） 2015 年，云南省楚雄恒基管道工业有限责任公司在云南省第一家采用立式震动，生产公称内径800mm 预应力钢筒混凝土管的混凝土管芯，管子工作压力到3.0MPa。

（5） 2016 年，昆明顺弘水泥制管制品有限公司在云南省第一家推出6 900mm×4 900mm 超大断面顶进预制方涵，参编了JC/T2456—2018《预制混凝土箱涵》，该产品成功应用于昆明菊花村地铁人行下穿通道。

（6） 2016 年，昆明顺弘水泥制管制品有限公司在云南省第一家推出5600 mm×3200 mm 大断面开槽埋式预制方涵，成功应用于昆明西昌路篆塘河道改造工程。

（7） 2018 年，云南强力控股集团股份有限公司在云南省第一家推出预应力混凝土实心方桩，组织编写了云南省《预应力混凝土实心方桩应用技术规范》，该产品成功应用于昆明市西山区21 号片区城中村改造工程，技术指标经过云南省建筑材料产品质量检验研究院验证符合产品设计要求。

（8） 2018 年，文山市千秋业有限公司全面引进厦门千秋业的技术（见图5），生产带底座多弧涵管，用于文山市地下综合管廊建设工程，生产产品有5300 mm×3200 mm 的市政双仓管廊、3200 mm×3000 mm 的市政单仓管廊和1600 mm×2500 mm 的燃气仓管廊。

图5 文山市千秋业有限公司生产的带底座双仓管廊

图6 预应力混凝土实心方桩抗剪性能试验

3 几种主要产品30 余年的发展历史

3.1 钢筋混凝土排水管发展历史

3.1.1 钢筋混凝土排水管的特征

（1） 钢筋混凝土排水管：是指管壁内配置有单层或多层钢筋骨架的混凝土圆管。管子按施工方法分为开槽施工管（RCP）和顶进施工（DRCP），管子按连接方式分为柔性接头管和刚性接头管。

（2） 钢筋混凝土排水管的设计使用年限不少于50 年，是一种用途极为广泛的管子，由于它具有原材料来源广，生产工艺简单，产品外压荷载高，能承受0.10MPa 的内水压力，耐化学腐蚀强，使用寿命长，维修费用低等特殊优点，被大量地用于市政道路、公路、铁路等的排水和农田水利排灌工程。

3.1.2 成型工艺

在2000 年以前，云南省大多数钢筋混凝土排水管企业成型工艺落后，以手工振捣和悬辊成型为主，只有两家采用离心成型工艺。2000 年以后，随着城市市政道路建设的快速发展，推动了云南省钢筋混凝土排水管企业制管技术的提高，成型工艺发展按采用程度多少排列依次为：悬辊成型、立式振捣、芯模振动、立式径向挤压及离心成型成型工艺。特别是立式径向挤压成型工艺和芯模振动成型工艺近几年得到迅速发展，立式径向挤压成型工艺以生产内径300～1200 mm 小口径管为主，芯模振动成型工艺以生产内径1 500mm以上大口径管为主。这两种制管技术在产品质量、生产效率、劳动强度、节能、环保等方面均优于其他工艺。相信在不远的将来，云南省钢筋混凝土排水管生产企业采用这两种成型工艺将会越来越多。

上述几种成型工艺各有其特点，生产企业只有从根本上避免成型工艺本身带来的质量问题，才能保证质量，才能保证较高的生产效率，降低生产成本，生产出符合GB/T11836—2009《混凝土和钢筋混凝土排水管》的产品。各种成型工艺特点分别是：

（1） 悬辊成型的特点：悬辊成型是混凝土在悬辊机辊轴的辊压力的作用下密实的。其工艺缺点是，混凝土料层厚度很难掌握，制管时填料必须超厚即混凝土厚超过管模的档圈才能得到辊压，一般要求管子的成品应超厚2～3mm，这是很难掌握的。又由于管模在使用中档圈的磨损，造成管子厚度超厚，内壁混凝土塌落，在填料厚度不均匀的情况下，辊压力的大小也不同，混凝土的密实度不同，强度波动较大。其次，在管子成型时，混凝土受到的机械辊压力很大，对钢筋骨架形成相当大的破坏力，容易造成钢筋骨架移位，钢筋位置不准确，钢筋的保护层不能有效控制，严重时会造成钢筋骨架的环向筋和纵向筋间距改变。还有管体混凝土采用干硬性混凝土，造成管子的抗渗性能也较差，该成型方式自动化程度低、劳动强度大、能耗高。

（2） 立式振捣的特点：由于该工艺采用大水灰比塑性混凝土，人工用振动棒分层振捣密实，容易出现过振或漏振现象，造成管体混凝土强度不均匀，并且采用的是流动性较大的塑性混凝土，所以很难把管体混凝土强度做得很高，而且立式振捣的管子上部水分多，集料少，均质性差，插口端面强度低，平整度差，配筋密的地方振捣不密实，该成型方式自动化程度低、劳动强度大、生产效率低。

（3） 芯模振动的特点：芯模振动工艺的特点是管体混凝土采用干硬性混凝土，通过芯模振动，管口挤压成型。芯模振动工艺自动化程度高，其布料过程，振动过程，管口挤压过程均通过程序控制自动完成，所以该工艺生产的管材混凝土强度高、管体抗渗性能好，外压荷载高，允许顶力大，生产效率高，钢筋环网位置准确，不会出现悬辊工艺钢筋位移、跳筋、并筋、散筋现象，该成型方式劳动强度低、生产过程中不产生废浆液，节能、环保。

（4） 立式径向挤压的特点：该工艺采用立式生产方法，模具垂直竖立于地面上的底托盘上，承口振动及工位旋转装置置于地坑内，挤压及升降等主要装置均在地面上。径向挤压制管工艺采用半干硬性混凝土，布料机构向管模内喂料，通过挤压成型头的高速旋转挤压管模间的混凝土，挤压成型头的直径尺寸就是管道的内径尺寸，挤压同时上部成型头以一定速度上升，使之成型，下部休整头以反方向挤压、磨光。该成型方式生产效率高（成型时间2～3min）、劳动强度低、自动化程度高、生产成本低、环境污染小等诸多明显的工艺优势在云南省逐渐被5 家制管企业认可和应用。

（5） 离心成型的特点：离心成型是管模连同混凝土在离心机上以一定的旋转速度转动，混凝土在离心力作用下分布于管模内表面并形成密实的结构，脱模后在管子上缠上环向钢丝并喷射水泥砂浆。其缺点是混凝土产生内外分层，破坏原设计混凝土级配，降低强度，其强度比普通砼强度降低6%以上，内壁水泥浆层强度降低更大，由于内壁水泥浆层水灰比大、强度低、水泥浆收缩大，在离心制管的过程中将造成管子内壁干缩裂纹，合缝漏浆和外壁粘皮、麻面，该成型方式自动化程度低、劳动强度大、能耗高，生产过程中产生废浆液污染环境。

3.1.3 管子连接方式

云南省钢筋混凝土排水管产品的连接方式有8 种，分别是：柔性接头A 型承插口管、柔性接头B 型承插口管、柔性接头C 型承插口管、柔性接头B 型钢承口管、柔性接头企口管、刚性接头平口管、刚性接头承插口管、刚性接头企口管。目前，云南省大多数企业生产的公称内径800 mm以上的管子，基本采用了橡胶密封圈连接的柔性接口形式，公称内径小于800 mm 仍还有采用水泥砂浆连接的刚性接口形式，顶进施工法用钢筋混凝土排水管绝大部份采用柔性接头B 型钢承口连接方式。

3.1.4 产品规格

云南省顶进施工法用钢筋混凝土排水管的最大规格目前已达公称内径4000 mm，在中石油安宁炼油厂冷却水的引水工程中得到应用，昆明顺弘水泥制管制品有限公司生产公称内径4000 mm的外压荷载和内水压力指标都高于国家标准和设计标准，在全国创下了地质条件复杂、埋深深度大和输送距离长的记录，经受住了施工考验，给云南的水泥制品行业增添了风彩。目前，云南省大部分钢筋混凝土排水管企业已从公称内径1000 mm以下的小口径管子发展到2500 mm 的大口径管子，随着市政基础设施的建设，将会逐步增大排水设施的管道口径。

3.1.5 施工方式

在城市钢筋混凝土排水管的安装施工中，顶进施工的方式正在不断应用，其中柔性接头B 型钢承口管用得最多。顶进施工解决了管道铺设施工中对城市建筑物的破坏和给道路交通带来的堵塞等问题，是一种新型环保施工方式，近10 年在城市建设中迅速推广。

3.1.6 生产装备

近几年钢筋混凝土排水管制管装备快速更新换代，技术含量不断提高，大多数钢筋混凝土排水管生产线采用电子自动计量的混凝土搅拌配料装备，地磅计量被逐步淘汰。钢筋混凝土排水管用钢筋骨架已基本采用钢筋骨架滚焊机制作，云南省还有一小部分作坊式小厂仍然采用手工绑扎钢筋骨架。

3.1.7 新工艺的应用

先进的工艺及设备决定了产品质量好且稳定，保证了管子的规格尺寸准确和外观质量，从每年监督抽查的结果看，芯模振动工艺和立式径向挤压的管子都是合格率100%，而且每一项规格尺寸和外观质量检验结果都符合GB/T11836—2009《混凝土和钢筋土混凝土排水管》国家标准中的要求。

截止目前为止，云南省采用立式径向挤压成型工艺和芯模振动成型工艺的生产企业有5 家，分别是：云南省活发集团刘总旗水泥有限公司、昆明小街水泥制品有限公司、沾益西平龙华水泥制品厂、文山俊华水泥制品有限责任公司、玉溪均力水泥制品厂。

采用芯模振动成型工艺工艺的生产企业主要有：昆明顺弘水泥制管制品有限公司、昆明小街水泥制品有限公司、云南盛博隆管业有限公司、沾益西平龙华水泥制品厂、文山俊华水泥制品有限责任公司等15 家企业。

3.1.8 新工艺生产管子应用的成功案例

2013 年，昆明顺弘水泥制管制品有限公司采用立式振捣成型工艺，生产双胶圈的钢承口B 型柔性接头钢筋混凝土排水管， 在云南省第一家成功推出全亚洲最大公称内径4000 mm 超大口径长距离钢筋混凝土顶管（见图7，图8），成功穿越昆明滇池草海底部1.18km，实现昆明主城污水处理厂尾水外排及资源化利用，获中国混凝土与水泥制品协会2015 年度技术进步一等奖，此项工程在中国国内是最大的水下顶管工程，该产品经过云南省建筑材料产品质量检验研究院检验，外压荷载和内水压力均符合国家标准和设计要求。

图7 内径4000 mm 钢筋混凝土顶管和微型车大小对比

图8 内径4000 mm 钢筋混凝土顶管外压荷载试验